Физика в быту

Здесь мы не будем говорить о применении радиоактивных изотопов, рентгеновского и прочих облучений при лечении онкологических заболеваний, а только о здоровых в принципе людях.

В 2019 году средняя годовая доза от медицинских обследований составила для жителя Российской Федерации 0,56 мЗв. Это около 14 % суммарной дозы от всех источников – как естественного, так и искусственного происхождения. Это весьма большой процент, причём начиная с 2013 года он с каждым годом увеличивается (эта тенденция присуща всему мировому сообществу). В США и развитых европейских странах доля медицины в облучении ещё больше. Так, в США уже в 2006 году средняя годовая доза медицинского облучения составила 3 мЗв на жителя (55 % полной эффективной дозы).

Давайте посмотрим, какую лучевую нагрузку дают распространённые медицинские процедуры. Для начала немного истории.

Период развития рентгенодиагностики во всём мире начался с 1912 года. В России первая в мире специализированная рентгенологическая клиника открылась в 1918 году. Но по-настоящему массовые рентгеновские обследования начались после второй мировой волны, когда ежегодная флюорография грудной клетки стала нормой жизни промышленно развитых стран (это было связано с ростом туберкулёза во всём мире).

При флюорографии рентгеновские лучи, прошедшие сквозь грудную клетку, создают светящееся теневое изображение на специальном флюоресцентном экране. Это изображение фотографируется с уменьшением на обычную фотоплёнку. Разрешающая способность метода невелика, к тому же используется более жёсткое (а значит, более вредное) рентгеновское излучение, чем при обычной рентгенограмме – фиксировании изображения в натуральную величину на специальной рентгеночувствительной плёнке, которая гораздо дороже. Старые аппараты для флюорографии давали дозу 0,6–0,8 мЗв за один снимок. Эти аппараты могут ещё кое-где использоваться! Доза за плёночную рентгенографию лёгких (то есть за прямой снимок на рентгеночувствительную плёнку, без посредничества экрана) меньше: 0,15–0,4 мЗв. Основные преимущества флюорографии по сравнению с рентгенографией – дешевизна и большая пропускная способность (1 человек в минуту). К 1980-м годам в большинстве развитых стран, но не в СССР, такие ежегодные флюорографические обследования были признаны нецелесообразными. Практика показала, что обнаружение рака лёгких с помощью флюорограммы почти не увеличивает шансов на выживание пациента, так как выявляет его лишь на достаточно поздних стадиях и не оправдывает облучения больших масс населения.

А в конце XX века произошла настоящая революция в рентгенодиагностике: на смену плёночным изображениям пришли цифровые. Это позволило сократить дозы облучения в 5–10 раз, одновременно повысив разрешающую способность. И флюорограммы, и рентгенограммы стали цифровыми. С каждым годом цифровых рентгеновских аппаратов становится больше. Можно надеяться, что вскоре они совсем вытеснят с рынка плёночные аппараты.

Примерные дозы облучения на современных рентгеновских аппаратах:

– плёночная флюорограмма – 0,15–0,5 мЗв,

– цифровая флюорограмма – 0,06 мЗв,

– плёночная рентгенограмма лёгких – 0,3 мЗв,

– цифровая рентгенограмма лёгких – 0,03 мЗв.

Весьма большие дозы за процедуру (2–6 мЗв) даёт рентгеноскопия – рентгеновское просвечивание с получением изображения на флюоресцентном экране в реальном масштабе времени (от 2 до 15 минут). При этом пациент может поворачиваться, что позволяет врачу видеть теневые изображения органов в разных проекциях. Сейчас вместо рентгеноскопии чаще применяется рентгенотелевизионное просвечивание, когда лучи попадают не на экран, а на усилитель рентгеновского изображения, которое затем преобразуется в оптическое (видимое) изображение и выводится на экран монитора.

Самым большим достижением в разработке методов рентгеновской диагностики стала компьютерная томография (КТ). Томография, хоть магнитная, хоть рентгеновская – это получение послойных изображений части тела (срезов). Для получения таких срезов стол, на котором лежит пациент, поступательно перемещается, а узкий рентгеновский луч сканирует тело слой за слоем. Излучение, прошедшее сквозь тело, преобразуется в электрические сигналы, которые записываются и передаются на монитор компьютера. Имея достаточное число срезов (300–400, иногда и более), компьютер может создать 3D-реконструкцию органов.